Реализация однокубитовых квантовых операций с индивидуальной адресацией двух атомов рубидия в двух оптических дипольных ловушках

Аннотация: Представлены результаты экспериментов по реализации индивидуально адресуемых однокубитовых квантовых операций на СВЧ переходе с двумя атомами ⁸⁷Rb в двух оптических дипольных ловушках. Адресация осуществлялась с помощью дополнительного сфокусированного лазерного излучения, вызывающего дифференциальный световой сдвиг частоты СВЧ перехода. В отсутствие адресации в каждом из атомов получены осцилляции Раби на часовом СВЧ переходе 5S_1/2(F = 2, m_F = 0) → 5S_1/2(F = 1, m_F = 0) между двумя рабочими уровнями кубитов с частотой до 5.1 кГц, контрастом до 98% и временем когерентности до 4 мс. При включении адресации вероятность СВЧ перехода в адресуемом атоме подавлялась до среднего значения менее 5%. Осцилляции Раби, оставшиеся в другом атоме, имели прежний контраст и соответствовали реализации индивидуально адресуемых базовых однокубитовых квантовых операций (вентиля Адамара и вентиля NOT) из различных начальных состояний кубита со средней точностью 92% ± 3%. После перенормировки этой точности на погрешность приготовления и измерения квантовых состояний кубитов получена оценка для точности отдельных вращений кубитов в 97% ± 3%.

Ключевые слова: одиночные атомы, оптические ловушки, однокубитовые операции